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JP3242415B2 - 吸水性ポリマーの廃棄方法 - Google Patents
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JP3242415B2 - 吸水性ポリマーの廃棄方法 - Google Patents

吸水性ポリマーの廃棄方法

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信幸 原田
博也 小林
忠生 下村
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、吸水性ポリマーを廃
棄する方法に関する。詳しくは、吸水性ポリマーを環境
汚染のない程度にまで分解してから廃棄する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】吸水性ポリマーは、近年、生理用品、お
むつ等の衛生用品をはじめとして種々の用途に使用され
てきている。吸水性ポリマーを使用した製品の主なもの
は、使い捨て商品として知られているおむつ等である。
これらの製品は、使用後、一般家庭用ごみとして収集さ
れ廃棄されている。他方、それらの製品に使用されてい
る吸水性ポリマーの製造工場などでは、製造装置内に付
着した吸水性ポリマーを取り除いて廃棄している。それ
らの廃棄は、ほとんど焼却、埋め立てにより行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】焼却は、大気汚染、も
えかすの廃棄などの問題がある。埋め立てについては最
近になってその環境破壊がクローズアップされてきた。
すなわち、吸水性ポリマーをそのまま埋め立てても分解
されなかったり、分解に非常に長期間を要したりすると
いう問題がある。
【0004】吸水性ポリマーを環境汚染のない程度にま
で分解廃棄できる方法が切望されてきている。この発明
は、吸水性ポリマーを環境汚染のない程度にまで比較的
短時間で分解して廃棄する方法を提供することを課題と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、吸水した状態の吸水性ポリマーを、吸
水性ポリマー1重量部に対して0.2重量部以上の割合
の酸化剤の存在下に40℃以上の温度で加熱処理するこ
とにより、微生物分解が可能な状態まで分解可溶化して
から廃棄する吸水性ポリマーの廃棄方法を提供する。
【0006】この発明により廃棄されうる吸水性ポリマ
ーは、特に制限はなく、たとえば、(メタ)アクリル酸
塩架橋重合体、(メタ)アクリル酸エステル−酢酸ビニ
ル共重合体のケン化物架橋体、デンプン−アクリル酸塩
グラフト重合体およびその架橋物など、10〜1000
の吸水倍率を有する通常の吸水性ポリマーが挙げられ
る。吸水性ポリマーは、紙おむつ、生理用品などの衛生
用品、その他の製品に使用されたものが、この発明によ
り廃棄されうる。また、吸水性ポリマー製造装置内に付
着した吸水性ポリマーも、この発明の方法により分解可
溶化し容易に廃棄することができる。
【0007】この発明で用いられる酸化剤は、水溶性の
無機系過酸化物、過硫酸塩、過塩素酸塩等が例示され、
中でも、過酸化水素が好ましい。酸化剤の使用比率は、
吸水性ポリマー1重量部に対して0.2重量部以上でな
ければならず、0.3重量部以上が好ましい。酸化剤の
比率が0.2重量部よりも少ないと、廃棄可能なレベル
にまで分解できないという問題がある。なお、酸化剤の
使用量が多すぎるとそれに見合った効果の向上は認めら
れず、むしろ経済的な不利益を招くので、酸化剤の比率
は吸水性ポリマー1重量部に対して10重量部以下が好
ましく、5重量部以下がより好ましい。
【0008】吸水性ポリマーを酸化剤の存在下で加熱処
理する方法は、加熱処理直前または加熱処理中に存在す
る酸化剤の有効成分が前記規定量の範囲であれば特に制
限されず、たとえば、酸化剤を溶解した水を吸水性ポリ
マーに吸収させて加熱処理したり、酸化剤と吸水性ポリ
マーの混合物に水を加えて加熱処理したり、吸水した吸
水性ポリマーに酸化剤を加えて加熱処理したりするなど
のやり方がある。酸化剤を溶解した水を吸水性ポリマー
に吸収させるようにすると、他のやり方に比べて、酸化
剤が吸水性ポリマー内部に均一に吸収されやすく、酸化
剤と吸水性ポリマーの接触がより均一に行われるので好
ましい。ただし、酸化剤の吸水性ポリマーに対する比率
が上記範囲内であっても、水中の濃度が高すぎても低す
ぎても吸水性ポリマーの分解可溶化が不十分になるおそ
れがある。このため、酸化剤の水中の濃度は、0.1〜
20重量%が好ましく、0.3〜10重量%がより好ま
しい。
【0009】この発明では、吸水性ポリマーを吸水した
状態で加熱処理する。水の比率は、吸水性ポリマー1重
量部に対して50倍以上の重量比が好ましい。水の重量
比が50倍よりも少ないと吸水性ポリマーが廃棄可能な
レベルにまで可溶化されないおそれがある。この重量比
で水を用いるに際し、処理すべき吸水性ポリマーの吸水
能は一切考慮する必要はなく、たとえば、処理すべき吸
水性ポリマーの吸水能以下の量から吸水能を越える量ま
でのいずれかの量を適宜選択すればよい。ただし、水を
過度に多量用いても廃棄の効率が低下するので、通常は
吸水性ポリマーの重量の1000倍以下である。水が1
000倍よりも多いと経済的に好ましくないことがあ
る。処理すべき吸水性ポリマーが尿など種々の成分を含
有している水を吸収している場合、このような水中の固
形分量は一般的に無視できるほど少ないので、水の重量
比は、たとえば、尿の量と添加した水の量の和を吸水性
ポリマーの重量で割ることにより求められる。吸水性ポ
リマーに吸収される水は、単なる水または水溶液であ
る。
【0010】前記加熱処理は、40℃以上の温度で行う
必要があり、150℃以下の温度で行うのが好ましい。
40℃未満だと吸水性ポリマーの可溶化が不十分となる
という問題がある。150℃を越えると加熱処理の際の
雰囲気が非常に高圧になるので簡略な耐圧容器が使用で
きなくなるおそれがある。吸水性ポリマーの加熱処理
は、たとえば、上記割合で酸化剤を存在させて上記温度
範囲で、およそ1〜10日間行われる。加熱処理の時間
を短縮するために処理中攪拌を行い、吸水性ポリマーと
酸化剤との接触機会を増大させるのが好ましい。攪拌条
件は適宜設定すればよい。攪拌を行うことにより、たと
えば、加熱処理に要する時間を1〜2日間に短縮でき
る。
【0011】上記のようにして加熱処理を行うことによ
り、吸水性ポリマーが分解可溶化される。この分解によ
り、吸水性ポリマーは、たとえば、分子量5万以下、好
ましくは5000以下、更に好ましくは1000以下の
レベルにまで低分子量化される。このように低分子量化
された分子は、水に溶解可能であり、微生物の働きで分
解されうるので、廃棄することができる。廃棄方法とし
ては、たとえば、低分子量化された分子を含む水を必要
に応じてろ過などを行ってから活性汚泥により処理した
後、河川、海洋、湖沼などに放出する方法などが挙げら
れる。
【0012】
【作用】吸水性ポリマーは、通常は粉末あるいはゲルで
ある。この発明によれば、このような吸水性ポリマーを
吸水した状態で酸化剤の存在下、加熱処理することによ
り、廃棄可能なレベルにまで低分子量化するのである。
このためには、酸化剤を吸水性ポリマー1重量部に対し
て0.2重量部以上の割合で使用し、加熱処理を40℃
以上の温度で行う必要がある。
【0013】
【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例および比
較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されない。 −実施例1− イオン交換水99gに過酸化水素1gを溶解し攪拌混合
した。このように調製した過酸化水素水溶液に吸水性ポ
リマー(日本触媒化学工業株式会社製の商品名「アクア
リックCA」、アクリル酸塩架橋重合体)を重量で1g
になるように添加し、反応器内温を80℃に加熱してポ
リマーを表1に示す時間処理した。
【0014】−実施例2− イオン交換水の量を98.5gとし、過酸化水素量を
1.5gにしたこと以外は実施例1と同様にして加熱処
理を行った。 −実施例3− 吸水性ポリマーの重量を0.2gにしたこと以外は実施
例1と同様にして加熱処理を行った。
【0015】−実施例4− 反応器内温を120℃にしたこと以外は実施例1と同様
にして加熱処理を行った。 −実施例5− 吸水性ポリマー(上記アクアリックCA)6gおよび粉
砕パルプ20gが均一に混合された吸収体を具備してな
る子供用紙おむつを生後1年の赤ちゃんに一晩着用させ
た。使用後の尿を吸収した吸収体の重量は176gであ
った(尿量150g)。この吸収体を、444gのイオ
ン交換水に過酸化水素6gを含有させてなる水溶液45
0g中に分散させ、反応容器内温度を80℃に加熱維持
して吸水性ポリマーを処理した。1日後のポリマーの平
均分子量は3400であった。加熱処理3日後に反応液
を吸引ろ過し、粉砕パルプと分解したポリマーに分別し
た。ろ液中のポリマーの平均分子量は500であった。
平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィ
(以下、「GPC」と言う)により求めた。粉砕パルプ
はさらに水洗、吸引ろ過した後、80℃で乾燥すること
によって収量100%で回収された。このものは紙おむ
つの吸収体の粉砕パルプとして再利用可能であった。粉
砕パルプを水洗した後のろ液をGPCにかけたところ、
過酸化水素は検出されなかった。
【0016】−比較例1− イオン交換水の量を99.99gとし、過酸化水素量を
0.01gにしたこと以外は実施例1と同様にして加熱
処理を行った。 −比較例2− 反応器内温を25℃にしたこと以外は実施例1と同様に
して加熱処理を行った。
【0017】−比較例3− 脱イオン水100gに吸水性ポリマー(上記の商品名
「アクアリックCA」)1gを添加して吸水させた。実
施例1〜5での各処理後のポリマーを含む溶液(実施例
5では吸引ろ過後の溶液)は、均一な液であった。この
液をそのままGPCにかけて平均分子量を求めた。結果
を表1に示した。比較例3は、実施例1〜5および比較
例1,2の各処理前の吸水した吸水性ポリマーであり、
含水ゲルの状態であった。比較例1,2の各処理後は、
処理前と同じ含水ゲルの状態であった。このため、比較
例1〜3ではGPCにかけられなかった。
【0018】なお、表1には、吸水性ポリマー1重量部
に対する酸化剤の重量比、加熱温度、吸水性ポリマー1
重量部に対する水の重量比、水中の酸化剤の濃度〔酸化
剤水溶液中の酸化剤重量×100/(酸化剤水溶液重
量):ただし、実施例5では酸化剤水溶液重量+尿の重
量が分母である〕、水のpH、加熱処理の時間も示し
た。
【0019】
【表1】
【0020】表1にみるように、実施例1〜5では、2
〜3日の加熱処理で吸水性ポリマーが生分解されうる程
度にまで分解可溶化されている。このため、加熱処理後
のポリマーを含む水を活性汚泥で処理して河川、海洋、
湖沼などに放出することができる。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば、吸水性ポリマーが環
境汚染を起こさない程度にまで低分子量化されうるの
で、処理後にそのまま廃棄することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 忠生 大阪府吹田市西御旅町5番8号日本触媒 化学工業株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 平2−49897(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 11/10 - 11/28 B09B 3/00 - 5/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸水した状態の吸水性ポリマーを、吸水
    性ポリマー1重量部に対して0.2重量部以上の割合の
    酸化剤の存在下に40℃以上の温度で加熱処理すること
    により、微生物分解が可能な状態まで分解可溶化してか
    ら廃棄する吸水性ポリマーの廃棄方法。
  2. 【請求項2】 吸水性ポリマーの重量に対する水の重量
    比が50倍以上の状態下で分解可溶化する請求項1記載
    の吸水性ポリマーの廃棄方法。
  3. 【請求項3】 酸化剤が水に溶解されている請求項1ま
    たは2記載の吸水性ポリマーの廃棄方法。
  4. 【請求項4】 酸化剤の濃度が0.1〜20重量%であ
    る請求項3記載の吸水性ポリマーの廃棄方法。
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